Розрахунок і побудова графіка залежності коефіцієнта корисної дії (ККД) від величини струму

Розрахунок коефіцієнта корисної дії η(і) виконують за формулою (2). Під час виконання розрахунку потрібно обрахувати такі величини:

втрати двигуна складаються з втрат в обмотках, , втрат у сталі , втрат у перехідному шарі щіток , втрат у підшипниках , додаткових втрат .

Втрати в обмотках:

 

. (9)

 

Втрати в сталі двигуна:

.(10)

Тут – втрати в сталі якоря

, (11)

де m_a – маса якоря, кг.

, (12)

де Dя, Di – зовнішній і внутрішній діаметри якоря (внутрішній діаметр якоря приймають рівним Dі = 0,04 м);

Lя – довжина якоря;

k_c – коефіцієнт заповнення сталлю об’єму якоря, k_c = 0,95;

γ_c – питома маса сталі γ_c= 7850 кг/м²;

Р_а – питомі втрати в сталі, Вт/кг, обраховують за формулою:

, (13)

де f – частота перемагнічування якоря:

, (14)

р – число пар полюсів;

n – швидкість двигуна, об/хв;

В_а – індукція магнітного поля, Тл:

, (15)

де S _п – поперечний перетин магнітного потоку полюса двигуна, м²:

, (16)

де К_хх – коефіцієнт, залежний від типу сталі, К_хх =1,8.

 

Втрати у перехідному шарі щіток , визначаються згідно з формулою:

. (17)

Втрати у підшипниках :

. (18)

Додаткові втрати :

, (19)

де К_Д – коефіцієнт додаткових втрат можна обрахувати згідно з формулою:

К_Д = 0,124(i_я/І_год) ² - 0,0283(i_я/І_год) + 0,209. (20)

 

Порядок розрахунку на комп’ютері описано далі.

3.1. Для виконання розрахунків рекомендується ввести додаткові вхідні дані, присвоївши їм відповідні імена:

 

Внутрішній діаметр якоря, Di, м 0,04;

Коефіцієнт заповнення сталлю, k_c = 0,95;

Питома маса сталі, γ_c, кг/м 7850;

Коефіцієнт типу сталі, Кхх 1,8.

 

3.2. Виконати розрахунок маси якоря двигуна згідно з формулою (12).

3.4. Доповнити виконані розрахунки таблицею розрахунку втрат, наприклад табл.3

 

Таблиця 3 – Розрахунки втрат у двигуні та моменту на валу двигуна

	f	Вя	Pa	ΔPc	ΔPд	ΔPщ	ΔPп	ΣΔP	ККД	М
		0,327	23,8
		0,436	24,0						49,28%	4,57

Зауваження 1. Оскільки результати розрахунку потрібно роздрукувати в звіті з РГР на аркушах стандартного розміру А4, таблицю можна розбити на дві окремі таблиці, розміщених одна услід за одною.

Зауваження 2. Щоб уникнути повідомлення про помилку, на зразок: #ДЕЛ/0!, в клітинки першого ряду таблиці формули розрахунку коефіцієнта корисної дії (ККД) і моменту на валу двигуна (М) вводити не треба.

 

 

У колонки таблиці вводять формули розрахунків таких величин:

- втрат в обмотках згідно з формулою (9);

- частоти перемагнічування якоря, f (14);

- напруженості магнітного поля в якорі, Вя (14);

- питомих втрат у сталі якоря, Pa (13);

- втрат у сталі двигуна, ΔPc (10);

- додаткових втрат, ΔP_Д (19);

- втрат у перехідному шарі щіток, ΔPщ (17);

- втрат у підшипниках, ΔPп (18);

- сумарних втрат,

- розрахунку ККД згідно з формулою (2).

 

4. Розрахунок тягової характеристики двигуна (залежності від моменту сили на валу від величини струму)

Розрахунок виконують за формулою (3). Для виконання розрахунку достатньо таблицю доповнити колонкою з розрахунком моменту сили М (3) залежно від струму якоря (див. табл.3).